​EduRam의 구조

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라만시스템에는 다양한 광학원리가 적용되는 광학기기들과 분광기가 하나의 체계를 이루고 있습니다. 마이크로 라만시스템의 축소판인 에듀람은 다음과 같은 구성요소들로 이루어집니다.

 

• 단파장 여기광원: 레이저

• Bandpass filter: 레이저 빛을 깨끗하게 걸러서 고유의 파장만 통과시켜 준다.

• 반사용 거울, 아이리스, Beam splitter: 레이저의 경로를 정렬하고 조정한다.

• 대물렌즈: 시료에 레이저를 조사하고 시료로부터 라만 산란광을 수집한다.

• Longpass filter: 광원의 파장보다 긴 파장만 통과시킨다.

• 광검출기가 결합된 분광기: 빛을 파장별로 나누어 검출한다.

• 컴퓨터: 광검출기의 신호를 해당 소프트웨어로 해석한다.

 

이들 구성요소들로 라만산란광을 수집하여 측정하기까지는 다음과 같은 과정을 거칩니다.

 

1. 레이저로부터 출발한 빔을 bandpass filter에 통과시켜 깨끗한 단파장의 빛으로 만든 후, 두 개의 거울과 아이리스를 이용하여 빔의 경로를 정확하게 정렬시킨다.

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2. 정렬된 광로 위에 beam splitter를 45도 각도로 위치시키면 레이저 빔의 반은 그대로 투과하고, 반은 직각으로 반사한다. 직각으로 반사한 빔을 대물렌즈로 넣어준다.

 

3. 대물렌즈를 통과한 레이저 빔은 샘플홀더에 있는 시료와 상호작용을 하게 되는데, 이때 시료로부터 산란하는 대부분의 빛은 파장이 변하지 않는 탄성 산란(레일리 산란, Rayleigh scattering)을 하지만 극히 일부의 빛은 파장이 변하는 비탄성 산란(라만 산란, Raman scattering)을 한다.

 

4. 이 산란광들은 대물렌즈를 거꾸로 통과하여 다시 beam splitter로 가서 그 중 반은 그대로 투과하고 반은 직각으로 반사하여 원래의 출발점으로 되돌아 간다.

 

5. Beam splitter를 투과한 빛을 longpass filter나 notch filter로 통과시키면 레일리 산란광은 걸러지고 라만 산란광만 남는다. 이 라만 산란광을 렌즈로 모아서 분광기에 연결되어 있는 광섬유로 넣어준다.

 

6. 라만 산란광은 광섬유 속을 전반사하여 분광기로 들어간다. 분광기 안으로 들어간 라만 산란광은 회절격자에 의해 파장별로 나뉘어져서 광검출기에 도달하여 전기적 신호로 바뀐다.

 

7. 이 신호는 디지털 신호로 변환되어 관련 소프트웨어가 저장되어 있는 컴퓨터와 통신하여 라만 스펙트럼을 보여준다.

 

시판되고 있는 라만분광 시스템들은 이들 구성요소들이 모두 내부에 들어 있어 초보자들이 라만분광 시스템의 원리를 눈으로 보고 조작할 수 있는 기회를 가지기 어렵습니다. 라만랩에서는 사용자로 하여금 라만 시스템을 구성하는 핵심요소들을 직접 조작할 수 있도록 소형의 교육용 라만 시스템을 고안했습니다. 사용자들은 교육용 라만분광 시스템, ‘에듀람’을 통하여 라만분광의 원리를 충분히 익힌 후, 각각의 구성요소들을 연구용 분광기와 현미경에 그대로 적용할 수 있습니다.

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​문의: 055-759-9195, info@ramanlab.kr